ОРГАНОПЛАСТИКИ, композиц.
материалы, содержащие в качестве армирующего наполнителя орг. волокна в виде
нитей, жгутов, тканей, нетканых материалов, матов, войлока, бумаги. Наиб. широко
применяют синтетич. волокна (особенно арамидные), реже-прир. и искусственные
(см. Волокна химические. Термостойкие волокна].
Характерные св-ва О.: низкая
плотн. (1,1-1,4 г/см3), высокие прочностные, диэлектрич., теплоизоляц.
характеристики, ударная вязкость, хим. стойкость, радиопрозрачность, более высокая
способность демпфировать мех. и звуковую вибрацию, чем у стеклопластиков и др.
композиц. материалов. Св-ва определяются природой волокна и связующего, видом,
ориентацией и содержанием наполнителя, взаимод. на границе волокно-связующее,
технологией изготовления.
Связующими в термореактивных
О. служат эпоксид-ные, полиэфирные и фенольные смолы, полиимиды; степень наполнения
40-70%. Наиб. высокими мех. св-вами обладают О. на основе арамидных волокон
(табл. 1). По уд. прочности при растяжении эти О. превосходят стеклопластики
в 1,5-1,8 раза, а по уд. модулю упругости - более чем в 2 раза. При растяжении
О. на основе непрерывных ориентированных арамидных волокон в интервале от -250
до 200 °С наблюдается линейная зависимость деформации от нагрузки, а также
рост модуля упругости с понижением т-ры. При сжатии у арамидных О., а также
при растяжении и сжатии у О., армированных большинством др. волокон, проявляются
пластич. св-ва.
Осн. недостаток арамидных
О.-низкая прочность при сжатии вдоль волокон (в 5-10 раз меньше, чем при растяжении).
Арамидные О. способны выдерживать
в течение 1000 ч статич. нагрузки, по величине равные 90% от разрушающего напряжения
при растяжении, длительно работают при повыш. т-рах (180-200 °С), обладают
высокой усталостной прочностью. Способность поглощать мех. вибрации и звук в
2-4 раза выше, чем у стеклопластиков, и в 10-40 раз выше, чем у алюминиевых
сплавов.
Для арамидных О. характерна
низкая диэлектрич. проницаемость (
3,7-4,2) в широком диапазоне частот (1 кГц-10 ГГц); tg
0,018-0,025,
5·1015 Ом·см,
5·1015Ом, дугостойкость 120-130 с, электрич. прочность 250-380 кВ/см.
Теплопроводность О. (наполнитель-ткани,
жгуты или нити) в направлении, перпендикулярном слоям, составляет 0,012-0,020
Вт/(см·К), а коэф. линейного термич. расширения вдоль волокон может иметь отрицат.
значение (напр., от -2·10-6 до -4·10-6 К-1).
Для арамидных О. характерна высокая хим. стойкость к действию орг. р-рителей,
смазочных масел, жидких топлив и воды. Арамидные О. на основе полиимидных и
фенольных связующих обладают огнестойкостью и низким дымовыделением при горении.
Связующим в термопластичных
О. служат, напр., по-лиуретаны, полиэтилен, полипропилен, фторопласты, ПВХ (табл.
2); содержание наполнителя 2-70% по объему. Упрочнение термопластов синтетич.
волокнами в ряде случаев позволяет повысить ударную вязкость, улучшить сопротивление
усталости и растрескиванию под напряжением.
Технология произ-ва О.
и изделий из них такая же, как стеклопластиков (см. Полимерных материалов
переработка). О. широко применяют: в авиа- и космич. технике, авто- и судостроении,
машиностроении для изготовления элементов конструкций, пулезащитной брони, радиопрозрачного
материала; в электро-, радио- и электронной технике-для обмотки роторов электродвигателей,
произ-ва электронных плат с регулируемой жесткостью и высокой стабильностью
размеров; в хим. Машиностроении - для произ-ва трубопроводов, емкостей; для
произ-ва спортивного инвентаря и в др. отраслях пром-сти.
=== Исп. литература для статьи «ОРГАНОПЛАСТИКИ»: Наполнители
для полимерных композиционных материалов, пер. с англ., под ред. Г. С. Каца,
Д. В. Милявски, М., 1981; Композиционные мате-
Табл. 1.-СВОЙСТВА ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ
ОРГАНОПЛАСТИКОВ УКАЗАННОГО СОСТАВА
|
Арамидное волокно
и эпоксидная смола
|
Поливинилспиртовое
волокно и феноло-формальд. смола
|
Полиамидное, полиэфирное
или полиакрилонит-рильное волокно и феноло-формальд. смола
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Модуль упругости
при растяжении, ГПа
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* Прочность при межслоевом
сдвиге 30-80 МПа, прочность при сдвиге в плоскости слоев 90-110 МПа, модуль
упругости при сдвиге в плоскости слоев 2,0-2,1 ГПа, прочность при смятии 150-300
МПа.
Табл. 2.-СВОЙСТВА ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ
ОРГАНОПЛАСТИКОВ УКАЗАННОГО СОСТАВА
|
Полиамид-6,8 +
рубленое арамид-ное волокно
|
Полиамид-6,8 +
ткань из арамид-ных волокон
|
Полиэтилен + рубленое
поли-винилспир-товое волокно
|
Полиэтилен-терефталат
+ + ткань из полиэтилен-терефталат-ного волокна
|
Фторопласт + +
ткань из полизтилен-терефталат-ного волокна
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Модуль упругости
при растяжении
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
риалы. Справочник, под
ред. Д. М. Карпиноса, К., 1985; Handbook of composites, ed. by G. Lubin, N.Y.,
1982. В. Н. Тюкаев.
Страница «ОРГАНОПЛАСТИКИ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.
|